JP4894629B2 - 自動車のロッカー補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車体側面の下縁に沿って前後方向に延びるロッカー、特に、ロッカー上面から起立する中間ピラーの下方位置で、ロッカーの断面崩れを防止するロッカー補強構造に関する。

図３に示すように、従来、自動車のロッカー１には、前後中間位置に車体の側面に沿って起立する中間ピラー２の下端が結合され、中間ピラー２との結合部Ｒにおいて、中間ピラー２を支える支持剛性を強化するために、ロッカー１内部を前後方向に仕切る縦壁状の複数の縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂを設けてロッカー１を補強することが行なわれている。

図４、図５に示すように、ロッカー１は車幅方向に沿って互いに対向する断面ほぼハット形のインナパネル１ａとアウタパネル１ｂとで閉断面をなす。中間ピラー２との結合部では、インナパネル１ａの上縁フランジ１１およびアウタパネル１ｂの上縁フランジ１３がそれぞれ中間ピラー２のピラーインナ２１の下縁部の車内面および車外面に結合されている。ロッカー１のアウタパネル１ｂの側壁部１５の上端部には中間ピラー２のピラーインナ２１とで閉断面をなすピラーアウタ２２の下縁が結合され、実質的に中間ピラー２はロッカー１のアウタパネル１ｂ側に支えられている。

縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂは、下方へ向けて前後幅が拡大された中間ピラー２のピラー前縁下端２３の位置、およびピラー後縁下端２４の位置と対応する位置で前後方向に間隔をおいて設置されている。両縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂは、外周の上縁フランジ、車外側の側縁フランジおよび下縁フランジがロッカー１のアウタパネル１ｂの内面に結合され、ロッカー１の閉断面のアウタパネル１ｂ側を前後方向に仕切るように立設されて、中間ピラー２の前縁下端２３および後縁下端２４からの上下荷重を受けるように設けられている。

また従来の前後に間隔を置いて設置される縦バルクヘッドとして、下記特許文献１，２では、前後の縦バルクヘッドを前後方向に連結部でつないで一体成形したものが記載されている。これらによれば縦バルクヘッドのロッカーへの取付作業が一度にでき作業性が良好である。
特開２００４−３１４７６１号公報 特開２００６−２０５７９７号公報

ところで従来の補強構造では、縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂが中間ピラー２の前縁下端２３および後縁下端２４に対応して前後方向に離間して設置され、中間ピラー２の中心軸と離れているので支持剛性が十分とは言えない。
車両の悪路走行時や急旋回時などに車体に捩じれ荷重が作用し、これにより中間ピラー２に車幅方向に横荷重がかかると、前後のバルクヘッド３Ａ，３Ｂ間でロッカー１の断面崩れ、なかでもアウタパネル１ｂ側の断面崩れが生じ（図５の仮想線）、ピラー２が傾斜変形して車体の捩じれが大きくなるといった問題があった。特にルーフを備えておらず、中間ピラー２の上端がルーフにより支えられていないオープンカー等の乗用車（図３）ではこの傾向が大きい。
上記ロッカー１の断面崩れを防止するためにロッカー１のアウタパネルの板厚を厚くすることが考えられるが重量の増加やコストが高くなる。また中間ピラー２の中心軸に対応して縦バルクヘッドを追加することも考えられるが、作業工程が増えて組付作業性が低下する。
そこで本発明は、重量の増加やコストアップが最小限ですみ、組付作業が良好にでき、効果的にロッカーの断面崩れを抑制することができ、特に中間ピラーとの結合部に適用して中間ピラーの傾斜変形を抑制し、車体の捩じれ剛性を強化する自動車のロッカー補強構造を実現することを課題としてなされたものである。

本発明は、自動車の側面下縁に沿って前後方向に延び、インナパネルとアウタパネルとで閉断面をなす自動車のロッカーにおいて、上記ロッカーの内部には、ロッカー内部の閉断面を前後方向に仕切る複数の縦壁状の縦バルクヘッドを互いに前後に間隔をおいて設置するとともに、上記前後両側の縦バルクヘッドを、それらの縦縁の一方をつなぐ側面部とで一体に形成し、上記側面部の上半部または下半部のいずれかを上記両縦バルクヘッドから切り離して水平方向に折り曲げ、上記側面部の上下いずれかの半部で、上記インナパネルとアウタパネルとを水平方向に架け渡して上記閉断面を上下方向に仕切る水平バルクヘッドを設ける（請求項１）。
前後の縦バルクヘッド補強効果に加えて両者の間で水平バルクヘッドがロッカーのインナパネルおよびアウタパネルを車幅方向に支え、ロッカーの断面崩れを抑制する。縦および水平バルクヘッドを一体成形したので、これらの構造を簡素化でき、ロッカーへの組付け作業性が良好である。

上記前後両側の縦バルクヘッドおよび水平バルクヘッドを、下端が上記ロッカーの上面部に結合された中間ピラーの直下位置に設ける（請求項２）。
中間ピラーに車幅方向に横荷重がかかっても、水平バルクヘッドによりロッカーの断面崩れが抑制され、中間ピラーの傾斜変形を防ぐことができる。

上記ロッカーの上記中間ピラーとの結合部では、車内側へ開口する断面ほぼハット形の上記アウタパネルに対して、車外側へ開口する断面ほぼハット形の上記インナパネルの開口の上下幅をアウタパネルのそれよりも小さくし、インナパネルおよびアウタパネルの下縁フランジ同士を重ね合わせて結合する一方、インナパネルの上縁フランジおよびアウタパネルの上縁フランジを上記中間ピラーのピラーインナの下端部の外面および内面に段違いに重ね合わせて結合し、かつピラーアウタの下縁をロッカーのアウタパネルの側壁部に結合するようになし、
上記水平バルクヘッドにより、上記ロッカーのインナパネルの上縁フランジの下縁部とこれと車幅方向に対向する上記ロッカーのアウタパネルの側壁部とを架け渡す（請求項３）。
中間ピラーのピラーインナおよびピラーアウタが結合されたロッカーのインナパネルの上縁フランジとロッカーのアウタパネルの側壁部との間でロッカーの車幅方向の断面崩れを効率よく抑制する。

図３に示すオープンカーのロッカー１と中間ピラー２との結合部Ｒで本発明を適用したロッカー補強構造の実施形態を説明する。
図１、図２に示すように、ロッカー１は、ドア開口の下縁に沿う一般部では車外側へ向けて開口する断面ほぼハット形のインナパネル１ａと、車内側へ向けて開口する断面ほぼハット形のアウタパネル１ｂとで構成してあり、両パネル１ａ，１ｂの上縁フランジ１１，１３同士、および下縁フランジ１２，１４同士を重合結合して閉断面構造をなす。上記一般部では内部に、閉断面内を車幅方向に仕切る縦壁状のリィンフォースメント１０が内設してある。リィンフォースメント１０はその上縁および下縁の結合フランジが上記インナおよびアウタの両パネル１ａ，１ｂの上縁フランジ１１，１３間、および下縁フランジ１２，１４間に挟み込み一体に結合してある。

ロッカー１の後端寄りの前後中間位置には上記ドア開口の後縁をなし車体側面に沿って立設した中間ピラー２の下端が結合してある。
中間ピラー２との結合部では、ロッカー１のインナパネル１ａはその開口上下幅をアウタパネル１ｂのそれよりも小さく形成してある。ロッカー１のインナパネル１ａとアウタパネル１ｂは、下縁フランジ１２，１４を結合するとともに、インナパネル１ａの上縁フランジ１１を中間ピラー２のピラーインナ２１の下縁部外面に重合結合する一方、これよりも高い位置でロッカー１のアウタパネル１ｂの上縁フランジ１３をピラーインナ２１の内面に重ね合わせて段違いに結合して、ピラーインナ２１の下端を介して閉断面が形成してある。尚、結合部では上記リィンフォースメント１０は設けられていない。

中間ピラー２は、車外側へ向けた浅い断面ハット形のピラーインナ２１と、車内側へ向けた断面ほぼハット形のピラーアウタ２２とを、両者の前縁フランジおよび後縁フランジ同を結合した閉断面構造をなす。中間ピラー２の車幅方向の幅はロッカー１のアウタパネル１ｂの上面幅に合わせてあり、ピラーアウタ２２の下縁２５がロッカー１のアウタパネル１ｂの車外側の側壁部１５の上縁沿いに結合してある。

中間ピラー２は前縁および後縁を下方へ向けて漸次湾曲傾斜させ、ピラー下端の前後幅が拡大してある。ピラーアウタ２２下縁からなる前縁下端２３および後縁下端２４はそれぞれロッカー１のアウタパネル１ｂの上面に結合してあり、中間ピラー２はロッカー１のアウタパネル１ｂ側で支えられるように結合されている。また図は省略したが、中間ピラー２はその車外側が車体の後部側面を形成するクォータパネルの前端部で覆われる。

中間ピラー２との結合部において、ロッカー１の閉断面内は、中間ピラー２の前縁下端２３および後縁下端２４との結合部にそれぞれ対応する位置に縦壁状の縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂが前後方向に間隔をおいて設けてある。
前後の縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂは、これらの車内側の縦縁を前後につなぐ縦板状の側面部３０とで一体に形成したプレス成形してある。そして側面部３０の下半部を、その前後端を前後の縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂから切り離して車外側に水平方向に折り曲げ、上記下半部で水平バルクヘッド３Ｃが形成してある。

具体的には図１に示すように、各縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂは、ロッカー１のアウタパネル１ｂの断面内部形状に合わせた四角形としてある。各縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂには上縁、車外側の縦縁および下縁に沿って断面ほぼＬ字形に屈曲形成した外周フランジ３１を備えている。

水平バルクヘッド３Ｃは、その前後長が前後の縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂの間隔とほぼ同じか若干短く設定してあり、側面部３０から車外側へ水平に突出する突出長が両縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂの車幅方向の幅とほぼ同じに設定してある。水平バルクヘッド３Ｃの車外側の先端縁には下方へ断面Ｌ字形に屈曲した端縁フランジ３２が形成してある。前後の縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂ、側面部３０および水平バルクヘッド３Ｃには複数の抜き孔を設けて軽量化してある。

このように一体成形した縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂおよび水平バルクヘッド３Ｃにおいて、前後の縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂは、上記外周フランジ３１をロッカー１のアウタパネル１ｂの内面に沿って溶接結合するとともに、側面部３０をアウタパネル１ｂの上縁フランジ１３よりもよりも低くしたインナパネル１ａの上縁フランジ１１に重ね合わせて溶接結合してロッカー１の閉断面内のアウタパネル１ｂ側を前後方向に仕切るように設置してある。
水平バルクヘッド３Ｃは、側面部３０を結合したロッカー１のインナパネル１ａの上縁フランジ１１の下縁付近からアウタパネル１ｂ側へ水平に突出し、先端の端縁フランジ３２がアウタパネル１ｂの車外側の側壁部１５の内面に重ね合わせて溶接結合して、上縁フランジ１１とアウタパネル１ｂ間を水平に掛け渡し、前後の縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂ間でロッカー１閉断面内のアウタパネル１ｂ側を上下に仕切るように設けてある。

尚、各バルクヘッド３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、ロッカー１のインナパネル１ａとアウタパネル１ｂとを組付ける前に、予めアウタパネル１ｂ内に設置し、各フランジ３１，３２をロッカー１のアウタパネル１ｂの内面にスポット溶接しておき、ロッカー１のインナパネル１ａとアウタパネル１ｂとを組付けるときに、側面部３０とインナパネル１ａの上縁フランジ１１とを溶接結合する。この場合、側面部３０と上縁フランジ１１とは上縁フランジ１１に複数の小型の溶接穴を設け、これらを塞ぐように重ねた側面部３０と上記溶接穴の周縁をアーク溶接する。

車両の悪路走行時や急旋回時、中間ピラー２の上部に中間ピラー２を車幅方向に傾斜変形させようとする荷重が作用する。このときロッカー１には、中間ピラー２からそのピラーインナ２１の下縁と結合したロッカー１の両上縁フランジ１１，１３と、ピラーアウタ２２の下縁２５と結合したロッカー１のアウタパネル１の側壁部１５に車幅方向の荷重が伝わる。この場合、中間ピラー２の前縁下端２３および後縁下端２４に対応する位置では、縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂによりロッカー１の断面崩れを抑制する効果が発揮される。

更に、前後の縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂ間では、ロッカー１のインナパネル１ａの上部とアウタパネル１ｂの側壁部１５の上部間を架け渡す水平バルクヘッド３Ｃを設けたから、水平バルクヘッド３Ｃが支えとなってインナパネル１ａ側およびアウタパネル１ｂ側の変形を抑えロッカー１の断面崩れを抑制する。
このようにロッカー１の中間ピラー２との結合部では、前後の縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂによる断面崩れ抑制効果と水平バルクヘッドによる断面崩れ抑制効果が相まって中間ピラー２の高い支持剛性が発揮できる。従って中間ピラー２の傾斜変形を抑え車体の捩じれ剛性を向上することができる。

また、縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂおよび水平バルクヘッド３Ｃは車体の捩じれ荷重に限らず、車両の側面衝突時にもロッカーの断面崩れを抑える効果を発揮する。従ってバルクヘッド３Ａ，３Ｂ，３Ｃは中間ピラー２との結合に限らず、ドア開口下縁をなすロッカーの一般部の内部に設置しても効果が発揮される。

水平バルクヘッド３Ｃは縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂと別体としてもよい。しかし一体成形の方がバルクヘッドヘッド３Ａ，３Ｂ，３Ｃの生産性およびロッカー一への取付作業性に優れている。
上記一体成形において、水平バルクヘッド３Ｃを側面部３０の下半部で形成したが、上半部で形成してもよい。しかしながら、上半部で形成すると縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂの上半側と側面部３０が切り離されることとなり、中間ピラー２との結合部に近いロッカー１の上部で両縦バルクヘッド３Ａ，３Ｂが一体であることが望ましく、従って側面部３０の下半部で水平バルクヘッド３Ｃを形成する方が有利である。

本発明のロッカー補強構造の構成を示すもので、アウタパネル側を仮想線とした要部斜視図である。 本発明のロッカー補強構造を示す図３のII−II線に沿う縦断面図である。 本発明を適用するオープンカーの車体の側面図である。 図１に対応して従来のロッカー補強構造を示す要部斜視図である。 従来のロッカー補強構造を示す図３のＶ−Ｖ線に沿う縦断面図である。

符号の説明

１ ロッカー
１ａ インナパネル
１ｂ アウタパネル
１１，１３ 上縁フランジ
１２，１４ 下縁フランジ
２ 中間ピラー
２１ ピラーインナ
２２ ピラーアウタ
３Ａ，３Ｂ 縦バルクヘッド
３Ｃ 水平バルクヘッド
３０ 側面部

Claims (3)

1. 自動車の側面下縁に沿って前後方向に延び、インナパネルとアウタパネルとで閉断面をなす自動車のロッカーにおいて、
   上記ロッカーの内部には、ロッカー内部の閉断面を前後方向に仕切る複数の縦壁状の縦バルクヘッドを互いに前後に間隔をおいて設置するとともに、
   上記前後両側の縦バルクヘッドを、それらの縦縁の一方をつなぐ側面部とで一体に形成し、上記側面部の上半部または下半部のいずれかを上記両縦バルクヘッドから切り離して水平方向に折り曲げ、上記側面部の上下いずれかの半部で、上記インナパネルとアウタパネルとを水平方向に架け渡して上記閉断面を上下方向に仕切る水平バルクヘッドを設けたことを特徴とする自動車のロッカー補強構造。
2. 上記前後両側の縦バルクヘッドおよび水平バルクヘッドを、下端が上記ロッカーの上面部に結合された中間ピラーの直下位置に設けた請求項1に記載の自動車のロッカー補強構造。
3. 上記ロッカーの上記中間ピラーとの結合部では、車内側へ開口する断面ほぼハット形の上記アウタパネルに対して、車外側へ開口する断面ほぼハット形の上記インナパネルの開口の上下幅をアウタパネルのそれよりも小さくし、インナパネルおよびアウタパネルの下縁フランジ同士を重ね合わせて結合する一方、インナパネルの上縁フランジおよびアウタパネルの上縁フランジを上記中間ピラーのピラーインナの下端部の外面および内面に段違いに重ね合わせて結合し、かつピラーアウタの下縁をロッカーのアウタパネルの側壁部に結合するようになし、
   上記水平バルクヘッドにより、上記ロッカーのインナパネルの上縁フランジの下縁部とこれと車幅方向に対向する上記ロッカーのアウタパネルの側壁部とを架け渡すようになした請求項２に記載の自動車のロッカー補強構造。